多孔体コーティング装置およびコーティング多孔体の製造方法
【課題】多孔体とこれを固定する治具との間の逆スパッタに起因する多孔体の表面の接触抵抗の上昇を防止することが可能な多孔体コーティング装置およびコーティング多孔体の製造方法を提供する。
【解決手段】低抵抗導電物質からなるターゲット３と、多孔体２を固定する治具４と、低抵抗導電物質からなり治具４と多孔体２との間に介装される介装体５と、治具４に所定のバイアス電圧を印加する電圧印加装置６と、を具備するコーティング装置１を用いて、多孔体２の板面２ａに低抵抗導電物質からなるコーティング膜８ａを形成した後、多孔体２の板面２ｂに低抵抗導電物質からなるコーティング膜８ｂを形成する。
【解決手段】低抵抗導電物質からなるターゲット３と、多孔体２を固定する治具４と、低抵抗導電物質からなり治具４と多孔体２との間に介装される介装体５と、治具４に所定のバイアス電圧を印加する電圧印加装置６と、を具備するコーティング装置１を用いて、多孔体２の板面２ａに低抵抗導電物質からなるコーティング膜８ａを形成した後、多孔体２の板面２ｂに低抵抗導電物質からなるコーティング膜８ｂを形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多孔体の表面に導電物質をコーティングする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃料電池の電極の表面に燃料ガスを均一に拡散するために用いられる多孔体（内部に多数の孔や隙間を有するもの）として、電極との接触抵抗を低減して導電性を向上し、ひいてはエネルギー効率を向上するために、ステンレス等の鉄鋼材料、銅、ニッケル、アルミニウム、チタン等の種々の金属材料からなる多孔体の表面に金、銀、銅、プラチナ等の低抵抗の導電物質からなる膜を形成（コーティング）したものは公知となっている。例えば、特許文献１および特許文献２に記載の如くである。
【０００３】
図１１に示す如く、従来の多孔体コーティング装置の実施の一形態であるコーティング装置１０１は板状の多孔体１０２の板面１０２ａ・１０２ｂの両面に低抵抗導電物質をコーティングする装置であり、ターゲット１０３、治具１０４、電圧印加装置１０６、真空容器１０７等を具備する。
ターゲット１０３は多孔体１０２の表面にコーティングする低抵抗導電物質からなり、多孔体１０２の板面に対向する位置に配置される。治具１０４はターゲット１０３から所定距離離れた位置に多孔体１０２を固定するものである。電圧印加装置１０６は治具１０４にバイアス電圧を印加するものである。真空容器１０７は多孔体１０２、ターゲット１０３、治具１０４を内部に収容する容器であり、当該内部を所定の真空度に保持することが可能である。
【０００４】
コーティング装置１０１による低抵抗導電物質のコーティングについて説明する。
コーティング装置１０１による低抵抗導電物質のコーティングは、（１）多孔体１０２の板面１０２ａにコーティング膜１０８ａを形成する工程、（２）多孔体１０２の板面１０２ｂにコーティング膜１０８ｂを形成する工程、の順に行われる。
（１）では、多孔体１０２の板面１０２ｂを治具１０４に接触させた状態で固定し、多孔体１０２の板面１０２ａがターゲット１０３に対向した状態とする。次に、真空容器１０７の内部を所定の真空度となるまで真空引きし、アルゴンガスを導入して圧力を調整する。その後、ターゲット１０３を直流電源にて放電させ、治具１０４に所定のバイアス電圧を印加することにより、多孔体１０２の板面１０２ａにコーティング膜１０８ａを形成（コーティング）する。所定時間経過後、真空容器１０７を開放して多孔体１０２を治具１０４から取り外す。
（２）では、多孔体１０２の板面１０２ａを治具１０４に接触させた状態で固定し、多孔体１０２の板面１０２ｂがターゲット１０３に対向した状態とする。次に、真空容器１０７の内部を所定の真空度となるまで真空引きし、アルゴンガスを導入して圧力を調整する。その後、ターゲット１０３を直流電源にて放電させ、治具１０４に所定のバイアス電圧を印加することにより、多孔体１０２の板面１０２ｂにコーティング膜１０８ｂを形成（コーティング）する。
このようにして、板状の多孔体１０２の板面１０２ａ・１０２ｂの両面にそれぞれ低抵抗導電物質からなるコーティング膜１０８ａ・１０８ｂが形成される。
【０００５】
しかし、上記方法では、図１２に示す如く、コーティング膜１０８ａの表面側に汚染層１０９ａが形成されるとともに、多孔体１０２の板面１０２ｂとコーティング膜１０８ａとの間に汚染層１０９ｂが形成される。
汚染層１０９ａ・１０９ｂはそれぞれコーティング膜１０８ａ・１０８ｂにおいて治具１０４を構成する金属元素等を含む部分であり、治具１０４に所定のバイアス電圧を印加したときに容器内のアルゴンイオン（Ａｒ＋）等が多孔体１０２の内部の孔（空隙）を通過して治具１０４に衝突することにより、治具１０４を構成する金属元素等が飛び出して多孔体１０２側に付着した（逆スパッタされた）ものである。汚染層１０９ｂは上記手順（１）において形成され、汚染層１０９ａは上記手順（２）において形成される。
治具１０４を構成する金属元素等は通常、鉄、ニッケル、クロム等であり、導電性はあるものの、貴金属等の低抵抗導電物質に比べて電気抵抗が大きいものである。また、汚染層１０９ｂは板面１０２ｂとコーティング膜１０８ａとの間に形成されるために接触抵抗への影響は無いが、汚染層１０９ａはコーティング膜１０８ａの表面に形成されるため、コーティング膜１０８ａの接触抵抗が上昇する原因となる。
【特許文献１】特開２００５−３２６２８号公報
【特許文献２】特開平８−１７０１２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は以上の如き状況に鑑み、多孔体とこれを固定する治具との間の逆スパッタに起因する多孔体の表面の接触抵抗の上昇を防止することが可能な多孔体コーティング装置およびコーティング多孔体の製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００８】
即ち、請求項１においては、
低抵抗導電物質からなるターゲットと、
多孔体を固定する治具と、
低抵抗導電物質からなり、前記治具と前記多孔体との間に介装される介装体と、
前記治具に所定のバイアス電圧を印加する電圧印加装置と、
を具備するものである。
【０００９】
請求項２においては、
低抵抗導電物質からなるターゲットと、
多孔体を固定する治具と、
前記治具に所定のバイアス電圧を印加する電圧印加装置と、
を具備し、
前記治具の表面に低抵抗導電物質からなる膜を形成したものである。
【００１０】
請求項３においては、
低抵抗導電物質からなるターゲットと、
多孔体を固定する治具と、
前記治具に所定のバイアス電圧を印加する電圧印加装置と、
を具備し、
前記治具は低抵抗導電物質からなるものである。
【００１１】
請求項４においては、
治具と多孔体との間に低抵抗導電物質からなる介装体を介装した状態で、前記治具に前記多孔体を固定する固定工程と、
低抵抗導電物質からなるターゲットを直流電源にて放電させ、前記治具にバイアス電圧を印加することにより、前記多孔体の表面に前記低抵抗導電物質からなるコーティング膜を形成するコーティング工程と、
を具備するものである。
【００１２】
請求項５においては、
表面に低抵抗導電物質からなる膜を形成した治具に多孔体を固定する固定工程と、
低抵抗導電物質からなるターゲットを直流電源にて放電させ、前記治具にバイアス電圧を印加することにより、前記多孔体の表面に前記低抵抗導電物質からなるコーティング膜を形成するコーティング工程と、
を具備するものである。
【００１３】
請求項６においては、
低抵抗導電物質からなる治具に多孔体を固定する固定工程と、
低抵抗導電物質からなるターゲットを直流電源にて放電させ、前記治具にバイアス電圧を印加することにより、前記多孔体の表面に前記低抵抗導電物質からなるコーティング膜を形成するコーティング工程と、
を具備するものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の効果は、多孔体とこれを固定する治具との間の逆スパッタに起因する多孔体の表面の接触抵抗の上昇を防止することが可能であることである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下では、図１および図２を用いて本発明に係る多孔体コーティング装置の実施の一形態であるコーティング装置１について説明する。
【００１６】
図１および図２に示す如く、コーティング装置１は多孔体２の板面２ａ・２ｂの両面に低抵抗導電物質をコーティングする（コーティング膜８ａ・８ｂを形成する）装置であり、ターゲット３、治具４、介装体５、電圧印加装置６、真空容器７等を具備する。
【００１７】
本実施例の多孔体２は燃料電池に用いられるものであり、その外形が板状に形成されたスポンジ状のチタンからなる。
【００１８】
「多孔体」は内部に多数の孔または空隙を有するものを広く指し、その用途、材料および形状は実施例たる多孔体２に限定されるものではない。
多孔体を構成する材料の例としては、金属材料（例えば、鉄鋼材料、銅、ニッケル、アルミニウム、チタンあるいはこれらの合金）、セラミックス、樹脂その他の材料が挙げられ、その用途に応じて適宜選択することが可能である。例えば、多孔体を燃料電池に用いる場合には、当該多孔体を耐食性および耐酸化性に優れた材料で構成することが望ましい。
金属材料からなる多孔体の例としては、発泡したもの（金属発泡体）、金属材料からなる線を相互に絡ませ圧力をかけつつ所定の温度で焼結したもの（金属線焼結体）、パンチ孔を多数設けたもの（パンチングメタル）、所定の薬液を用いてエッチングを行うことにより多数の孔を設けたもの（エッチングメタル）等が挙げられる。
多孔体の形状は板状に限定されず、柱状、円盤状、球状その他の形状でも良く、その用途に応じて適宜選択することが可能である。
【００１９】
ターゲット３は低抵抗導電物質からなり、多孔体２の板面２ａ（または板面２ｂ）に対向する位置に配置される。本実施例のターゲット３はカーボン（Ｃ）からなる。
【００２０】
「低抵抗」は、後述する治具を構成する通常の材料（例えば、ＳＵＳ材を構成する材料である鉄（Ｆｅ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）等）よりも抵抗が低いことを指し、「低抵抗導電物質」は、導電物質（通電し得る物質）のうち、後述する治具を構成する通常の材料（例えば、ＳＵＳ材を構成する材料である鉄（Ｆｅ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）等）よりも抵抗が低い物質を指すものとする。
「低抵抗導電物質」には、上記カーボン（Ｃ）の他、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、プラチナ（Ｐｔ）等の貴金属あるいはこれらの合金、錫ドープ酸化インジウム（Ｔｉｎ−ｄｏｐｅｄ ｉｎｄｉｕｍ ｏｘｉｄｅ；ＩＴＯ）や酸化ジルコニア（ＺｎＯ）等の低抵抗の酸化物も含まれる。
なお、多孔体を燃料電池に用いる場合には、低抵抗導電物質も多孔体と同様に耐食性および耐酸化性に優れた材料で構成することが望ましい。従って、このような用途に用いる場合には、低抵抗導電物質のうち電気抵抗が大きい酸化物を形成し得るもの（例えば、銅）を用いないことが望ましい。
【００２１】
治具４はターゲット３から所定距離となる位置に多孔体２を着脱可能に固定するものである。本実施例の治具４はＳＵＳ材からなる。
なお、治具を構成する材料は本実施例のＳＵＳ材に限定されず、導電性および強度を有するものであれば他の材料でも良い。
また、治具の形状は固定対象たる多孔体の形状に応じて適宜選択することが可能であり、特定の形状に限定されるものではない。
【００２２】
介装体５は低抵抗導電物質からなり、治具４と多孔体２との間に介装されるものである。本実施例の介装体５は薄い板状の金（Ａｕ）からなる。
ここで、ターゲットを構成する低抵抗導電物質と介装体を構成する低抵抗導電物質とは同種でも異種でも良く、用途等に応じて適宜選択することが可能である。
【００２３】
電圧印加装置６は治具４に接続され、治具４に所定のバイアス電圧を印加するものである。電圧印加装置６は専用品でも良く、市販の電源装置等によって達成しても良い。
なお、バイアス電圧の大きさは多孔体の表面に形成されるコーティング膜を構成する材料（低抵抗導電物質）の種類、多孔体の用途等に応じて適宜選択すればよい。
【００２４】
真空容器７はターゲット３、治具４およびこれに固定された多孔体２を収容する容器であり、真空引きを行うことにより、その内部を所定の真空度となるまで減圧することが可能である。また、真空容器７にはアルゴンガス等を供給することが可能である。
【００２５】
以下では、図１、図２および図３を用いて本発明に係るコーティング多孔体の製造方法の実施の一形態について説明する。
本発明に係るコーティング多孔体の製造方法の実施の一形態は、コーティング装置１を用いて多孔体２の板面２ａ・２ｂにそれぞれ低抵抗導電物質からなるコーティング膜８ａ・８ｂをコーティングしたものであるコーティング多孔体１０（図２参照）を製造する方法である。
なお、「コーティング多孔体」には、多孔体の表面の全体に低抵抗導電物質がコーティングされたものだけでなく、本実施例の如く多孔体の表面の一部に低抵抗導電物質がコーティングされたものも含まれ、表面の全体にコーティングするか一部にコーティングするかは用途に応じて適宜選択することが可能である。
【００２６】
図３に示す如く、本発明に係るコーティング多孔体の製造方法の実施の一形態は、第一固定工程Ｓ１１００、第一コーティング工程Ｓ１２００、第二固定工程Ｓ１３００、第二コーティング工程Ｓ１４００を具備する。
【００２７】
第一固定工程Ｓ１１００は治具４と多孔体２との間に介装体５を介装し、多孔体２の板面２ａをターゲット３に対向した状態で治具４に固定する工程である。
本実施例では、第一固定工程Ｓ１１００において、治具４と多孔体２との間に介装体５を介装し、多孔体２の板面２ａをターゲット３に対向した状態で治具４に固定した後、真空容器７の内部を所定の真空度となるまで減圧し、アルゴンガスを導入することで圧力を調整する。
第一固定工程Ｓ１１００が終了したら、第一コーティング工程Ｓ１２００に移行する。
【００２８】
第一コーティング工程Ｓ１２００は治具４に所定のバイアス電圧を印加することにより、多孔体２の板面２ａにコーティング膜８ａを形成する工程である。
第一コーティング工程Ｓ１２００において、電圧印加装置６により治具４に所定のバイアス電圧が印加されると、ターゲット３から低抵抗導電物質（本実施例の場合、カーボン原子（Ｃ）やイオン）が飛び出して多孔体２の板面２ａに付着する。この付着した低抵抗導電物質により、板面２ａにコーティング膜８ａが形成される。
【００２９】
このとき、真空容器７内部のアルゴンが電離して生じるアルゴンイオン（Ａｒ＋）はマイナスに帯電している治具４に引き寄せられ、その一部は多孔体２の内部の孔（または空隙）を通過するが、治具４に直接衝突せずに治具４と多孔体２との間に介装された介装体５に衝突するため、介装体５から飛び出した低抵抗導電物質（本実施例の場合、金（Ａｕ）原子）が多孔体２の板面２ｂに付着する。
所定時間経過後、治具４への所定のバイアス電圧の印加を停止し、真空容器７を開放して治具４から多孔体２を取り外す。
第一コーティング工程Ｓ１２００が終了したら、第二固定工程Ｓ１３００に移行する。
【００３０】
第二固定工程Ｓ１３００は治具４と多孔体２との間に介装体５を介装し、多孔体２の板面２ｂをターゲット３に対向した状態で治具４に固定する工程である。
本実施例では、第一固定工程Ｓ１３００において、治具４と多孔体２との間に介装体５を介装し、多孔体２の板面２ｂをターゲット３に対向した状態で治具４に固定した後、真空容器７の内部を所定の真空度となるまで減圧し、アルゴンガスを導入することで圧力を調整する。
第二固定工程Ｓ１３００が終了したら、第二コーティング工程Ｓ１４００に移行する。
【００３１】
第二コーティング工程Ｓ１４００は治具４に所定のバイアス電圧を印加することにより、多孔体２の板面２ｂにコーティング膜８ｂを形成する工程である。
第二コーティング工程Ｓ１４００において、電圧印加装置６により治具４に所定のバイアス電圧が印加されると、ターゲット３から低抵抗導電物質（本実施例の場合、カーボン原子（Ｃ）やイオン）が飛び出して多孔体２の板面２ｂに付着する。この付着した低抵抗導電物質により、板面２ｂにコーティング膜８ｂが形成される。
【００３２】
このとき、板面２ｂには予め介装体５に起因する低抵抗導電物質（Ａｕ）が付着しているが、これを覆い隠す形でコーティング膜８ｂが形成されるため、コーティング膜８ｂの表面の接触抵抗には影響しない。
また、真空容器７内部のアルゴンが電離して生じるアルゴンイオン（Ａｒ＋）はマイナスに帯電している治具４に引き寄せられ、その一部は多孔体２の内部の孔（または空隙）を通過するが、治具４に直接衝突せずに治具４と多孔体２との間に介装された介装体５に衝突するため、介装体５から飛び出した低抵抗導電物質（本実施例の場合、金（Ａｕ）原子）が多孔体２の板面２ａに形成されたコーティング膜８ａの表面に付着する。コーティング膜８ａの表面に付着するのはコーティング膜８ａと同様に低抵抗導電物質であるため、これに起因してコーティング膜８ａの表面の接触抵抗が上昇することはない。
所定時間経過後、治具４への所定のバイアス電圧の印加を停止し、真空容器７を開放して治具４から多孔体２（コーティング多孔体１０）を取り外す。
【００３３】
以下では、図４、図５および図６を用いて介装体５の有無とコーティング多孔体１０の接触抵抗との関係についての実験結果を示す。
【００３４】
図４はコーティング装置１を用いて多孔体２の板面２ａ・２ｂにコーティング膜８ａ・８ｂを形成したときの治具４のバイアス電圧の大きさ（ワークバイアス電圧）と介装体５に起因する低抵抗導電物質（本実施例の場合、金（Ａｕ）原子）の多孔体２側への付着量との関係を示すものである。ここで、縦軸の低抵抗導電物質の多孔体２側への付着量（ｗｔ％）は、ＥＰＭＡ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｒｏｂｅ Ｍｉｃｒｏ−Ａｎａｌｙｚｅｒ；Ｘ線マイクロアナライザ）により求めた値である。
図４に示す如く、他の成膜条件が同じである場合には、ワークバイアス電圧が上昇すると、介装体５に起因する低抵抗導電物質の多孔体２側への付着量も増加する傾向にある。
【００３５】
図５は介装体５を介装しない場合（介装体無し）、および介装体５を介装した場合（介装体有り）においてワークバイアス電圧を変化させた場合における多孔体２の板面２ａ・２ｂ側の接触抵抗の実験結果である。当該実験結果のうち、接触抵抗は相対値で表されており、図６に示す測定装置２０により求められたものである。
【００３６】
図６に示す如く、測定装置２０はコーティング膜８ａ（８ｂ）の接触抵抗を測定するものである。
測定装置２０はコーティング多孔体１０から所定形状に切り出した試片１１を、電極１２が多孔体２側に、電極１３がカーボンペーパー１４を介してコーティング膜８ａ（８ｂ）側に接触するように挟持し、電極１２・１３間に所定の荷重を付与した状態で電源１５により電極１２・１３間に所定の電流を流したときの電圧値に基づいて試片１１の抵抗値を算出する。コーティング膜８ａ（８ｂ）の接触抵抗は当該算出された抵抗値に基づいて算出される。
【００３７】
図５に示す如く、介装体５を介装しない場合（介装体無し）には、ワークバイアス電圧が１０００Ｖのとき、第１面（先にコーティング膜が形成される方の面であり、コーティング膜８ａの表面に相当する）の接触抵抗は、第２面（後でコーティング膜が形成される方の面であり、コーティング膜８ｂの表面に相当する）の接触抵抗に比べて１０倍以上大きい。
これに対して、介装体５を介装した場合（介装体有り）には、ワークバイアス電圧が１０００Ｖ、７５０Ｖおよび５００Ｖのいずれのときも、第１面の接触抵抗と第２面の接触抵抗とが略同じ大きさであり、ワークバイアス電圧が１０００Ｖ、７５０Ｖおよび５００Ｖと変化してもその接触抵抗の大きさはほとんど変化しない。
【００３８】
図４および図５の結果から、介装体５を介装してコーティング膜８ａ・８ｂを形成することにより治具４に起因する元素が多孔体２側へ付着することによる接触抵抗の上昇が防止されること、および、ワークバイアス電圧の上昇により介装体５に起因する低抵抗導電物質の多孔体２側への付着量は上昇するがコーティング多孔体１０のコーティング膜８ａ・８ｂの表面の接触抵抗（の上昇）に影響を与えないこと、が分かる。
【００３９】
以上の如く、本発明に係る多孔体コーティング装置の実施の一形態であるコーティング装置１は、
低抵抗導電物質からなるターゲット３と、
多孔体２を固定する治具４と、
低抵抗導電物質からなり、治具４と多孔体２との間に介装される介装体５と、
治具４に所定のバイアス電圧を印加する電圧印加装置６と、
を具備するものである。
このように構成することにより、多孔体２とこれを固定する治具４との間の逆スパッタに起因する多孔体２の表面の接触抵抗の上昇を防止することが可能である。
【００４０】
なお、本実施例の介装体５は治具４と別体となっているが、本発明はこれに限定されず、介装体を省略し、代わりに治具の表面に低抵抗導電物質からなる膜を形成する構成としても同様の効果を奏する。
また、介装体を省略し、治具自体が低抵抗導電物質からなる構成としても同様の効果を奏する。
【００４１】
さらに、治具およびターゲットを収容する容器の内周面（本実施例の場合、真空容器７の内周面）、および容器内に配置される部材の表面に、予め低抵抗導電物質からなる膜を形成することにより、容器やその他の部材に起因する元素による多孔体の表面の接触抵抗の上昇を防止することが可能である。
【００４２】
また、本発明に係るコーティング多孔体の製造方法の実施の一形態は、
治具４と多孔体２との間に低抵抗導電物質からなる介装体５を介装した状態で、多孔体２を治具４に固定する固定工程（本実施例では、第一固定工程Ｓ１１００および第二固定工程Ｓ１３００がこれに相当する）と、
低抵抗導電物質からなるターゲット３を直流電源にて放電させ、治具４にバイアス電圧を印加することにより、多孔体２の表面（板面２ａ・２ｂ）に低抵抗導電物質からなるコーティング膜（８ａ・８ｂ）を形成するコーティング工程（本実施例では、第一コーティング工程Ｓ１２００および第二コーティング工程Ｓ１４００がこれに相当する）と、
からなるものである。
このように構成することにより、多孔体２とこれを固定する治具４との間の逆スパッタに起因する多孔体２の表面の接触抵抗の上昇を防止することが可能である。
【００４３】
本発明に係る多孔体コーティング装置は本実施例のコーティング装置１に限定されず、例えば図７および図８に示すコーティング装置３１や図９および図１０に示すコーティング装置４１の如き構成とすることも可能である。
【００４４】
図７および図８に示すコーティング装置３１は、低抵抗導電物質からなるターゲット３３と、多孔体３２を固定する治具３４と、低抵抗導電物質からなり治具３４と多孔体３２との間に介装される介装体３５と、治具３４に所定のバイアス電圧を印加する電圧印加装置３６と、を具備するものであり、治具３４が回転可能となっており、治具３４の周面に複数の多孔体３２・３２・３２・３２を固定するものである。
このように構成することにより、図１に示すコーティング装置１と比較して、治具３４に固定されたときの多孔体３２・３２・３２・３２の板面の向きを変えるために真空容器３７を開放する回数を削減することが可能であり、生産性が向上する。
【００４５】
図９および図１０に示すコーティング装置４１は、真空容器４７の一方の側面に入口扉４７ａ、他方の側面に出口扉４７ｂが設けられるとともに、真空容器４７の内部を入口扉４７ａ側と出口扉４７ｂ側とに区画する中間扉４７ｃが設けられる。多孔体４２は図示せぬ搬送装置に固定され、入口扉４７ａから真空容器４７の内部に搬入され、中間扉４７ｃを経て出口扉４７ｂから搬出される。
真空容器４７において入口扉４７ａと中間扉４７ｃとで区画された空間４９ａには多孔体４２の進行方向に向かって右側にターゲット４３が配置され、多孔体４２の進行方向に向かって左側に、ターゲット４３に対向する面に介装体４５が設けられたシールド板４４が配置される。
真空容器４７において中間扉４７ｃと出口扉４７ｂとで区画された空間４９ｂには多孔体４２の進行方向に向かって左側にターゲット４３が配置され、多孔体４２の進行方向に向かって右側に、ターゲット４３に対向する面に介装体４５が設けられたシールド板４４が配置される。
【００４６】
入口扉４７ａから空間４９ａに搬入された多孔体４２は、ターゲット４３とシールド板４４の間となる位置に静止し、空間４９ａを所定の真空度となるまで減圧し、アルゴンガスを導入することで圧力を調整した後、多孔体４２に所定のバイアス電圧が印加される。その結果、多孔体４２の板面４２ａには低抵抗導電物質からなるコーティング膜４８ａが形成される。
同様に、中間扉４７ｃから空間４９ｂに搬入された多孔体４２は、ターゲット４３とシールド板４４の間となる位置に静止し、空間４９ｂを所定の真空度となるまで減圧し、アルゴンガスを導入することで圧力を調整した後、多孔体４２に所定のバイアス電圧が印加される。その結果、多孔体４２の板面４２ｂには低抵抗導電物質からなるコーティング膜４８ｂが形成される。
このように構成することにより、図１に示すコーティング装置１と比較して、ターゲットに対向する多孔体の面を変えるために治具から多孔体を取り外す必要が無く、生産性が向上する。
なお、本実施例ではシールド板４４においてターゲット４３に対向する面に低抵抗導電物質からなる介装体４５を設ける構成としたが、シールド板４４自体を低抵抗導電物質で構成し、介装体４５を省略する構成としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係る多孔体コーティング装置の実施の一形態を示す図。
【図２】本発明に係る多孔体コーティング装置の実施の一形態により製造されたコーティング多孔体の断面図。
【図３】本発明に係るコーティング多孔体の製造方法の実施の一形態を示すフロー図。
【図４】本発明に係る多孔体コーティング装置の実施の一形態におけるワークバイアス電圧と介装体に起因する元素の多孔体への付着量との関係を示す図。
【図５】介装体の有無およびワークバイアス電圧とコーティング多孔体の接触抵抗との関係を示す図。
【図６】接触抵抗の測定装置を示す図。
【図７】本発明に係る多孔体コーティング装置の別の実施形態を示す平面図。
【図８】本発明に係る多孔体コーティング装置の別の実施形態を示す側面図。
【図９】同じく本発明に係る多孔体コーティング装置の別の実施形態を示す平面図。
【図１０】同じく本発明に係る多孔体コーティング装置の別の実施形態を示すＸ−Ｘ側面断面図。
【図１１】従来の多孔体コーティング装置を示す図。
【図１２】従来の多孔体コーティング装置により製造されたコーティング多孔体の断面図。
【符号の説明】
【００４８】
１ コーティング装置（多孔体コーティング装置）
２ 多孔体
３ ターゲット
４ 治具
５ 介装体
６ 電圧印加装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多孔体の表面に導電物質をコーティングする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃料電池の電極の表面に燃料ガスを均一に拡散するために用いられる多孔体（内部に多数の孔や隙間を有するもの）として、電極との接触抵抗を低減して導電性を向上し、ひいてはエネルギー効率を向上するために、ステンレス等の鉄鋼材料、銅、ニッケル、アルミニウム、チタン等の種々の金属材料からなる多孔体の表面に金、銀、銅、プラチナ等の低抵抗の導電物質からなる膜を形成（コーティング）したものは公知となっている。例えば、特許文献１および特許文献２に記載の如くである。
【０００３】
図１１に示す如く、従来の多孔体コーティング装置の実施の一形態であるコーティング装置１０１は板状の多孔体１０２の板面１０２ａ・１０２ｂの両面に低抵抗導電物質をコーティングする装置であり、ターゲット１０３、治具１０４、電圧印加装置１０６、真空容器１０７等を具備する。
ターゲット１０３は多孔体１０２の表面にコーティングする低抵抗導電物質からなり、多孔体１０２の板面に対向する位置に配置される。治具１０４はターゲット１０３から所定距離離れた位置に多孔体１０２を固定するものである。電圧印加装置１０６は治具１０４にバイアス電圧を印加するものである。真空容器１０７は多孔体１０２、ターゲット１０３、治具１０４を内部に収容する容器であり、当該内部を所定の真空度に保持することが可能である。
【０００４】
コーティング装置１０１による低抵抗導電物質のコーティングについて説明する。
コーティング装置１０１による低抵抗導電物質のコーティングは、（１）多孔体１０２の板面１０２ａにコーティング膜１０８ａを形成する工程、（２）多孔体１０２の板面１０２ｂにコーティング膜１０８ｂを形成する工程、の順に行われる。
（１）では、多孔体１０２の板面１０２ｂを治具１０４に接触させた状態で固定し、多孔体１０２の板面１０２ａがターゲット１０３に対向した状態とする。次に、真空容器１０７の内部を所定の真空度となるまで真空引きし、アルゴンガスを導入して圧力を調整する。その後、ターゲット１０３を直流電源にて放電させ、治具１０４に所定のバイアス電圧を印加することにより、多孔体１０２の板面１０２ａにコーティング膜１０８ａを形成（コーティング）する。所定時間経過後、真空容器１０７を開放して多孔体１０２を治具１０４から取り外す。
（２）では、多孔体１０２の板面１０２ａを治具１０４に接触させた状態で固定し、多孔体１０２の板面１０２ｂがターゲット１０３に対向した状態とする。次に、真空容器１０７の内部を所定の真空度となるまで真空引きし、アルゴンガスを導入して圧力を調整する。その後、ターゲット１０３を直流電源にて放電させ、治具１０４に所定のバイアス電圧を印加することにより、多孔体１０２の板面１０２ｂにコーティング膜１０８ｂを形成（コーティング）する。
このようにして、板状の多孔体１０２の板面１０２ａ・１０２ｂの両面にそれぞれ低抵抗導電物質からなるコーティング膜１０８ａ・１０８ｂが形成される。
【０００５】
しかし、上記方法では、図１２に示す如く、コーティング膜１０８ａの表面側に汚染層１０９ａが形成されるとともに、多孔体１０２の板面１０２ｂとコーティング膜１０８ａとの間に汚染層１０９ｂが形成される。
汚染層１０９ａ・１０９ｂはそれぞれコーティング膜１０８ａ・１０８ｂにおいて治具１０４を構成する金属元素等を含む部分であり、治具１０４に所定のバイアス電圧を印加したときに容器内のアルゴンイオン（Ａｒ＋）等が多孔体１０２の内部の孔（空隙）を通過して治具１０４に衝突することにより、治具１０４を構成する金属元素等が飛び出して多孔体１０２側に付着した（逆スパッタされた）ものである。汚染層１０９ｂは上記手順（１）において形成され、汚染層１０９ａは上記手順（２）において形成される。
治具１０４を構成する金属元素等は通常、鉄、ニッケル、クロム等であり、導電性はあるものの、貴金属等の低抵抗導電物質に比べて電気抵抗が大きいものである。また、汚染層１０９ｂは板面１０２ｂとコーティング膜１０８ａとの間に形成されるために接触抵抗への影響は無いが、汚染層１０９ａはコーティング膜１０８ａの表面に形成されるため、コーティング膜１０８ａの接触抵抗が上昇する原因となる。
【特許文献１】特開２００５−３２６２８号公報
【特許文献２】特開平８−１７０１２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は以上の如き状況に鑑み、多孔体とこれを固定する治具との間の逆スパッタに起因する多孔体の表面の接触抵抗の上昇を防止することが可能な多孔体コーティング装置およびコーティング多孔体の製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００８】
即ち、請求項１においては、
低抵抗導電物質からなるターゲットと、
多孔体を固定する治具と、
低抵抗導電物質からなり、前記治具と前記多孔体との間に介装される介装体と、
前記治具に所定のバイアス電圧を印加する電圧印加装置と、
を具備するものである。
【０００９】
請求項２においては、
低抵抗導電物質からなるターゲットと、
多孔体を固定する治具と、
前記治具に所定のバイアス電圧を印加する電圧印加装置と、
を具備し、
前記治具の表面に低抵抗導電物質からなる膜を形成したものである。
【００１０】
請求項３においては、
低抵抗導電物質からなるターゲットと、
多孔体を固定する治具と、
前記治具に所定のバイアス電圧を印加する電圧印加装置と、
を具備し、
前記治具は低抵抗導電物質からなるものである。
【００１１】
請求項４においては、
治具と多孔体との間に低抵抗導電物質からなる介装体を介装した状態で、前記治具に前記多孔体を固定する固定工程と、
低抵抗導電物質からなるターゲットを直流電源にて放電させ、前記治具にバイアス電圧を印加することにより、前記多孔体の表面に前記低抵抗導電物質からなるコーティング膜を形成するコーティング工程と、
を具備するものである。
【００１２】
請求項５においては、
表面に低抵抗導電物質からなる膜を形成した治具に多孔体を固定する固定工程と、
低抵抗導電物質からなるターゲットを直流電源にて放電させ、前記治具にバイアス電圧を印加することにより、前記多孔体の表面に前記低抵抗導電物質からなるコーティング膜を形成するコーティング工程と、
を具備するものである。
【００１３】
請求項６においては、
低抵抗導電物質からなる治具に多孔体を固定する固定工程と、
低抵抗導電物質からなるターゲットを直流電源にて放電させ、前記治具にバイアス電圧を印加することにより、前記多孔体の表面に前記低抵抗導電物質からなるコーティング膜を形成するコーティング工程と、
を具備するものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の効果は、多孔体とこれを固定する治具との間の逆スパッタに起因する多孔体の表面の接触抵抗の上昇を防止することが可能であることである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下では、図１および図２を用いて本発明に係る多孔体コーティング装置の実施の一形態であるコーティング装置１について説明する。
【００１６】
図１および図２に示す如く、コーティング装置１は多孔体２の板面２ａ・２ｂの両面に低抵抗導電物質をコーティングする（コーティング膜８ａ・８ｂを形成する）装置であり、ターゲット３、治具４、介装体５、電圧印加装置６、真空容器７等を具備する。
【００１７】
本実施例の多孔体２は燃料電池に用いられるものであり、その外形が板状に形成されたスポンジ状のチタンからなる。
【００１８】
「多孔体」は内部に多数の孔または空隙を有するものを広く指し、その用途、材料および形状は実施例たる多孔体２に限定されるものではない。
多孔体を構成する材料の例としては、金属材料（例えば、鉄鋼材料、銅、ニッケル、アルミニウム、チタンあるいはこれらの合金）、セラミックス、樹脂その他の材料が挙げられ、その用途に応じて適宜選択することが可能である。例えば、多孔体を燃料電池に用いる場合には、当該多孔体を耐食性および耐酸化性に優れた材料で構成することが望ましい。
金属材料からなる多孔体の例としては、発泡したもの（金属発泡体）、金属材料からなる線を相互に絡ませ圧力をかけつつ所定の温度で焼結したもの（金属線焼結体）、パンチ孔を多数設けたもの（パンチングメタル）、所定の薬液を用いてエッチングを行うことにより多数の孔を設けたもの（エッチングメタル）等が挙げられる。
多孔体の形状は板状に限定されず、柱状、円盤状、球状その他の形状でも良く、その用途に応じて適宜選択することが可能である。
【００１９】
ターゲット３は低抵抗導電物質からなり、多孔体２の板面２ａ（または板面２ｂ）に対向する位置に配置される。本実施例のターゲット３はカーボン（Ｃ）からなる。
【００２０】
「低抵抗」は、後述する治具を構成する通常の材料（例えば、ＳＵＳ材を構成する材料である鉄（Ｆｅ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）等）よりも抵抗が低いことを指し、「低抵抗導電物質」は、導電物質（通電し得る物質）のうち、後述する治具を構成する通常の材料（例えば、ＳＵＳ材を構成する材料である鉄（Ｆｅ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）等）よりも抵抗が低い物質を指すものとする。
「低抵抗導電物質」には、上記カーボン（Ｃ）の他、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、プラチナ（Ｐｔ）等の貴金属あるいはこれらの合金、錫ドープ酸化インジウム（Ｔｉｎ−ｄｏｐｅｄ ｉｎｄｉｕｍ ｏｘｉｄｅ；ＩＴＯ）や酸化ジルコニア（ＺｎＯ）等の低抵抗の酸化物も含まれる。
なお、多孔体を燃料電池に用いる場合には、低抵抗導電物質も多孔体と同様に耐食性および耐酸化性に優れた材料で構成することが望ましい。従って、このような用途に用いる場合には、低抵抗導電物質のうち電気抵抗が大きい酸化物を形成し得るもの（例えば、銅）を用いないことが望ましい。
【００２１】
治具４はターゲット３から所定距離となる位置に多孔体２を着脱可能に固定するものである。本実施例の治具４はＳＵＳ材からなる。
なお、治具を構成する材料は本実施例のＳＵＳ材に限定されず、導電性および強度を有するものであれば他の材料でも良い。
また、治具の形状は固定対象たる多孔体の形状に応じて適宜選択することが可能であり、特定の形状に限定されるものではない。
【００２２】
介装体５は低抵抗導電物質からなり、治具４と多孔体２との間に介装されるものである。本実施例の介装体５は薄い板状の金（Ａｕ）からなる。
ここで、ターゲットを構成する低抵抗導電物質と介装体を構成する低抵抗導電物質とは同種でも異種でも良く、用途等に応じて適宜選択することが可能である。
【００２３】
電圧印加装置６は治具４に接続され、治具４に所定のバイアス電圧を印加するものである。電圧印加装置６は専用品でも良く、市販の電源装置等によって達成しても良い。
なお、バイアス電圧の大きさは多孔体の表面に形成されるコーティング膜を構成する材料（低抵抗導電物質）の種類、多孔体の用途等に応じて適宜選択すればよい。
【００２４】
真空容器７はターゲット３、治具４およびこれに固定された多孔体２を収容する容器であり、真空引きを行うことにより、その内部を所定の真空度となるまで減圧することが可能である。また、真空容器７にはアルゴンガス等を供給することが可能である。
【００２５】
以下では、図１、図２および図３を用いて本発明に係るコーティング多孔体の製造方法の実施の一形態について説明する。
本発明に係るコーティング多孔体の製造方法の実施の一形態は、コーティング装置１を用いて多孔体２の板面２ａ・２ｂにそれぞれ低抵抗導電物質からなるコーティング膜８ａ・８ｂをコーティングしたものであるコーティング多孔体１０（図２参照）を製造する方法である。
なお、「コーティング多孔体」には、多孔体の表面の全体に低抵抗導電物質がコーティングされたものだけでなく、本実施例の如く多孔体の表面の一部に低抵抗導電物質がコーティングされたものも含まれ、表面の全体にコーティングするか一部にコーティングするかは用途に応じて適宜選択することが可能である。
【００２６】
図３に示す如く、本発明に係るコーティング多孔体の製造方法の実施の一形態は、第一固定工程Ｓ１１００、第一コーティング工程Ｓ１２００、第二固定工程Ｓ１３００、第二コーティング工程Ｓ１４００を具備する。
【００２７】
第一固定工程Ｓ１１００は治具４と多孔体２との間に介装体５を介装し、多孔体２の板面２ａをターゲット３に対向した状態で治具４に固定する工程である。
本実施例では、第一固定工程Ｓ１１００において、治具４と多孔体２との間に介装体５を介装し、多孔体２の板面２ａをターゲット３に対向した状態で治具４に固定した後、真空容器７の内部を所定の真空度となるまで減圧し、アルゴンガスを導入することで圧力を調整する。
第一固定工程Ｓ１１００が終了したら、第一コーティング工程Ｓ１２００に移行する。
【００２８】
第一コーティング工程Ｓ１２００は治具４に所定のバイアス電圧を印加することにより、多孔体２の板面２ａにコーティング膜８ａを形成する工程である。
第一コーティング工程Ｓ１２００において、電圧印加装置６により治具４に所定のバイアス電圧が印加されると、ターゲット３から低抵抗導電物質（本実施例の場合、カーボン原子（Ｃ）やイオン）が飛び出して多孔体２の板面２ａに付着する。この付着した低抵抗導電物質により、板面２ａにコーティング膜８ａが形成される。
【００２９】
このとき、真空容器７内部のアルゴンが電離して生じるアルゴンイオン（Ａｒ＋）はマイナスに帯電している治具４に引き寄せられ、その一部は多孔体２の内部の孔（または空隙）を通過するが、治具４に直接衝突せずに治具４と多孔体２との間に介装された介装体５に衝突するため、介装体５から飛び出した低抵抗導電物質（本実施例の場合、金（Ａｕ）原子）が多孔体２の板面２ｂに付着する。
所定時間経過後、治具４への所定のバイアス電圧の印加を停止し、真空容器７を開放して治具４から多孔体２を取り外す。
第一コーティング工程Ｓ１２００が終了したら、第二固定工程Ｓ１３００に移行する。
【００３０】
第二固定工程Ｓ１３００は治具４と多孔体２との間に介装体５を介装し、多孔体２の板面２ｂをターゲット３に対向した状態で治具４に固定する工程である。
本実施例では、第一固定工程Ｓ１３００において、治具４と多孔体２との間に介装体５を介装し、多孔体２の板面２ｂをターゲット３に対向した状態で治具４に固定した後、真空容器７の内部を所定の真空度となるまで減圧し、アルゴンガスを導入することで圧力を調整する。
第二固定工程Ｓ１３００が終了したら、第二コーティング工程Ｓ１４００に移行する。
【００３１】
第二コーティング工程Ｓ１４００は治具４に所定のバイアス電圧を印加することにより、多孔体２の板面２ｂにコーティング膜８ｂを形成する工程である。
第二コーティング工程Ｓ１４００において、電圧印加装置６により治具４に所定のバイアス電圧が印加されると、ターゲット３から低抵抗導電物質（本実施例の場合、カーボン原子（Ｃ）やイオン）が飛び出して多孔体２の板面２ｂに付着する。この付着した低抵抗導電物質により、板面２ｂにコーティング膜８ｂが形成される。
【００３２】
このとき、板面２ｂには予め介装体５に起因する低抵抗導電物質（Ａｕ）が付着しているが、これを覆い隠す形でコーティング膜８ｂが形成されるため、コーティング膜８ｂの表面の接触抵抗には影響しない。
また、真空容器７内部のアルゴンが電離して生じるアルゴンイオン（Ａｒ＋）はマイナスに帯電している治具４に引き寄せられ、その一部は多孔体２の内部の孔（または空隙）を通過するが、治具４に直接衝突せずに治具４と多孔体２との間に介装された介装体５に衝突するため、介装体５から飛び出した低抵抗導電物質（本実施例の場合、金（Ａｕ）原子）が多孔体２の板面２ａに形成されたコーティング膜８ａの表面に付着する。コーティング膜８ａの表面に付着するのはコーティング膜８ａと同様に低抵抗導電物質であるため、これに起因してコーティング膜８ａの表面の接触抵抗が上昇することはない。
所定時間経過後、治具４への所定のバイアス電圧の印加を停止し、真空容器７を開放して治具４から多孔体２（コーティング多孔体１０）を取り外す。
【００３３】
以下では、図４、図５および図６を用いて介装体５の有無とコーティング多孔体１０の接触抵抗との関係についての実験結果を示す。
【００３４】
図４はコーティング装置１を用いて多孔体２の板面２ａ・２ｂにコーティング膜８ａ・８ｂを形成したときの治具４のバイアス電圧の大きさ（ワークバイアス電圧）と介装体５に起因する低抵抗導電物質（本実施例の場合、金（Ａｕ）原子）の多孔体２側への付着量との関係を示すものである。ここで、縦軸の低抵抗導電物質の多孔体２側への付着量（ｗｔ％）は、ＥＰＭＡ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｒｏｂｅ Ｍｉｃｒｏ−Ａｎａｌｙｚｅｒ；Ｘ線マイクロアナライザ）により求めた値である。
図４に示す如く、他の成膜条件が同じである場合には、ワークバイアス電圧が上昇すると、介装体５に起因する低抵抗導電物質の多孔体２側への付着量も増加する傾向にある。
【００３５】
図５は介装体５を介装しない場合（介装体無し）、および介装体５を介装した場合（介装体有り）においてワークバイアス電圧を変化させた場合における多孔体２の板面２ａ・２ｂ側の接触抵抗の実験結果である。当該実験結果のうち、接触抵抗は相対値で表されており、図６に示す測定装置２０により求められたものである。
【００３６】
図６に示す如く、測定装置２０はコーティング膜８ａ（８ｂ）の接触抵抗を測定するものである。
測定装置２０はコーティング多孔体１０から所定形状に切り出した試片１１を、電極１２が多孔体２側に、電極１３がカーボンペーパー１４を介してコーティング膜８ａ（８ｂ）側に接触するように挟持し、電極１２・１３間に所定の荷重を付与した状態で電源１５により電極１２・１３間に所定の電流を流したときの電圧値に基づいて試片１１の抵抗値を算出する。コーティング膜８ａ（８ｂ）の接触抵抗は当該算出された抵抗値に基づいて算出される。
【００３７】
図５に示す如く、介装体５を介装しない場合（介装体無し）には、ワークバイアス電圧が１０００Ｖのとき、第１面（先にコーティング膜が形成される方の面であり、コーティング膜８ａの表面に相当する）の接触抵抗は、第２面（後でコーティング膜が形成される方の面であり、コーティング膜８ｂの表面に相当する）の接触抵抗に比べて１０倍以上大きい。
これに対して、介装体５を介装した場合（介装体有り）には、ワークバイアス電圧が１０００Ｖ、７５０Ｖおよび５００Ｖのいずれのときも、第１面の接触抵抗と第２面の接触抵抗とが略同じ大きさであり、ワークバイアス電圧が１０００Ｖ、７５０Ｖおよび５００Ｖと変化してもその接触抵抗の大きさはほとんど変化しない。
【００３８】
図４および図５の結果から、介装体５を介装してコーティング膜８ａ・８ｂを形成することにより治具４に起因する元素が多孔体２側へ付着することによる接触抵抗の上昇が防止されること、および、ワークバイアス電圧の上昇により介装体５に起因する低抵抗導電物質の多孔体２側への付着量は上昇するがコーティング多孔体１０のコーティング膜８ａ・８ｂの表面の接触抵抗（の上昇）に影響を与えないこと、が分かる。
【００３９】
以上の如く、本発明に係る多孔体コーティング装置の実施の一形態であるコーティング装置１は、
低抵抗導電物質からなるターゲット３と、
多孔体２を固定する治具４と、
低抵抗導電物質からなり、治具４と多孔体２との間に介装される介装体５と、
治具４に所定のバイアス電圧を印加する電圧印加装置６と、
を具備するものである。
このように構成することにより、多孔体２とこれを固定する治具４との間の逆スパッタに起因する多孔体２の表面の接触抵抗の上昇を防止することが可能である。
【００４０】
なお、本実施例の介装体５は治具４と別体となっているが、本発明はこれに限定されず、介装体を省略し、代わりに治具の表面に低抵抗導電物質からなる膜を形成する構成としても同様の効果を奏する。
また、介装体を省略し、治具自体が低抵抗導電物質からなる構成としても同様の効果を奏する。
【００４１】
さらに、治具およびターゲットを収容する容器の内周面（本実施例の場合、真空容器７の内周面）、および容器内に配置される部材の表面に、予め低抵抗導電物質からなる膜を形成することにより、容器やその他の部材に起因する元素による多孔体の表面の接触抵抗の上昇を防止することが可能である。
【００４２】
また、本発明に係るコーティング多孔体の製造方法の実施の一形態は、
治具４と多孔体２との間に低抵抗導電物質からなる介装体５を介装した状態で、多孔体２を治具４に固定する固定工程（本実施例では、第一固定工程Ｓ１１００および第二固定工程Ｓ１３００がこれに相当する）と、
低抵抗導電物質からなるターゲット３を直流電源にて放電させ、治具４にバイアス電圧を印加することにより、多孔体２の表面（板面２ａ・２ｂ）に低抵抗導電物質からなるコーティング膜（８ａ・８ｂ）を形成するコーティング工程（本実施例では、第一コーティング工程Ｓ１２００および第二コーティング工程Ｓ１４００がこれに相当する）と、
からなるものである。
このように構成することにより、多孔体２とこれを固定する治具４との間の逆スパッタに起因する多孔体２の表面の接触抵抗の上昇を防止することが可能である。
【００４３】
本発明に係る多孔体コーティング装置は本実施例のコーティング装置１に限定されず、例えば図７および図８に示すコーティング装置３１や図９および図１０に示すコーティング装置４１の如き構成とすることも可能である。
【００４４】
図７および図８に示すコーティング装置３１は、低抵抗導電物質からなるターゲット３３と、多孔体３２を固定する治具３４と、低抵抗導電物質からなり治具３４と多孔体３２との間に介装される介装体３５と、治具３４に所定のバイアス電圧を印加する電圧印加装置３６と、を具備するものであり、治具３４が回転可能となっており、治具３４の周面に複数の多孔体３２・３２・３２・３２を固定するものである。
このように構成することにより、図１に示すコーティング装置１と比較して、治具３４に固定されたときの多孔体３２・３２・３２・３２の板面の向きを変えるために真空容器３７を開放する回数を削減することが可能であり、生産性が向上する。
【００４５】
図９および図１０に示すコーティング装置４１は、真空容器４７の一方の側面に入口扉４７ａ、他方の側面に出口扉４７ｂが設けられるとともに、真空容器４７の内部を入口扉４７ａ側と出口扉４７ｂ側とに区画する中間扉４７ｃが設けられる。多孔体４２は図示せぬ搬送装置に固定され、入口扉４７ａから真空容器４７の内部に搬入され、中間扉４７ｃを経て出口扉４７ｂから搬出される。
真空容器４７において入口扉４７ａと中間扉４７ｃとで区画された空間４９ａには多孔体４２の進行方向に向かって右側にターゲット４３が配置され、多孔体４２の進行方向に向かって左側に、ターゲット４３に対向する面に介装体４５が設けられたシールド板４４が配置される。
真空容器４７において中間扉４７ｃと出口扉４７ｂとで区画された空間４９ｂには多孔体４２の進行方向に向かって左側にターゲット４３が配置され、多孔体４２の進行方向に向かって右側に、ターゲット４３に対向する面に介装体４５が設けられたシールド板４４が配置される。
【００４６】
入口扉４７ａから空間４９ａに搬入された多孔体４２は、ターゲット４３とシールド板４４の間となる位置に静止し、空間４９ａを所定の真空度となるまで減圧し、アルゴンガスを導入することで圧力を調整した後、多孔体４２に所定のバイアス電圧が印加される。その結果、多孔体４２の板面４２ａには低抵抗導電物質からなるコーティング膜４８ａが形成される。
同様に、中間扉４７ｃから空間４９ｂに搬入された多孔体４２は、ターゲット４３とシールド板４４の間となる位置に静止し、空間４９ｂを所定の真空度となるまで減圧し、アルゴンガスを導入することで圧力を調整した後、多孔体４２に所定のバイアス電圧が印加される。その結果、多孔体４２の板面４２ｂには低抵抗導電物質からなるコーティング膜４８ｂが形成される。
このように構成することにより、図１に示すコーティング装置１と比較して、ターゲットに対向する多孔体の面を変えるために治具から多孔体を取り外す必要が無く、生産性が向上する。
なお、本実施例ではシールド板４４においてターゲット４３に対向する面に低抵抗導電物質からなる介装体４５を設ける構成としたが、シールド板４４自体を低抵抗導電物質で構成し、介装体４５を省略する構成としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係る多孔体コーティング装置の実施の一形態を示す図。
【図２】本発明に係る多孔体コーティング装置の実施の一形態により製造されたコーティング多孔体の断面図。
【図３】本発明に係るコーティング多孔体の製造方法の実施の一形態を示すフロー図。
【図４】本発明に係る多孔体コーティング装置の実施の一形態におけるワークバイアス電圧と介装体に起因する元素の多孔体への付着量との関係を示す図。
【図５】介装体の有無およびワークバイアス電圧とコーティング多孔体の接触抵抗との関係を示す図。
【図６】接触抵抗の測定装置を示す図。
【図７】本発明に係る多孔体コーティング装置の別の実施形態を示す平面図。
【図８】本発明に係る多孔体コーティング装置の別の実施形態を示す側面図。
【図９】同じく本発明に係る多孔体コーティング装置の別の実施形態を示す平面図。
【図１０】同じく本発明に係る多孔体コーティング装置の別の実施形態を示すＸ−Ｘ側面断面図。
【図１１】従来の多孔体コーティング装置を示す図。
【図１２】従来の多孔体コーティング装置により製造されたコーティング多孔体の断面図。
【符号の説明】
【００４８】
１ コーティング装置（多孔体コーティング装置）
２ 多孔体
３ ターゲット
４ 治具
５ 介装体
６ 電圧印加装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低抵抗導電物質からなるターゲットと、
多孔体を固定する治具と、
低抵抗導電物質からなり、前記治具と前記多孔体との間に介装される介装体と、
前記治具に所定のバイアス電圧を印加する電圧印加装置と、
を具備する多孔体コーティング装置。
【請求項２】
低抵抗導電物質からなるターゲットと、
多孔体を固定する治具と、
前記治具に所定のバイアス電圧を印加する電圧印加装置と、
を具備し、
前記治具の表面に低抵抗導電物質からなる膜を形成した多孔体コーティング装置。
【請求項３】
低抵抗導電物質からなるターゲットと、
多孔体を固定する治具と、
前記治具に所定のバイアス電圧を印加する電圧印加装置と、
を具備し、
前記治具は低抵抗導電物質からなる多孔体コーティング装置。
【請求項４】
治具と多孔体との間に低抵抗導電物質からなる介装体を介装した状態で、前記治具に前記多孔体を固定する固定工程と、
低抵抗導電物質からなるターゲットを直流電源にて放電させ、前記治具にバイアス電圧を印加することにより、前記多孔体の表面に前記低抵抗導電物質からなるコーティング膜を形成するコーティング工程と、
を具備するコーティング多孔体の製造方法。
【請求項５】
表面に低抵抗導電物質からなる膜を形成した治具に多孔体を固定する固定工程と、
低抵抗導電物質からなるターゲットを直流電源にて放電させ、前記治具にバイアス電圧を印加することにより、前記多孔体の表面に前記低抵抗導電物質からなるコーティング膜を形成するコーティング工程と、
を具備するコーティング多孔体の製造方法。
【請求項６】
低抵抗導電物質からなる治具に多孔体を固定する固定工程と、
低抵抗導電物質からなるターゲットを直流電源にて放電させ、前記治具にバイアス電圧を印加することにより、前記多孔体の表面に前記低抵抗導電物質からなるコーティング膜を形成するコーティング工程と、
を具備するコーティング多孔体の製造方法。
【請求項１】
低抵抗導電物質からなるターゲットと、
多孔体を固定する治具と、
低抵抗導電物質からなり、前記治具と前記多孔体との間に介装される介装体と、
前記治具に所定のバイアス電圧を印加する電圧印加装置と、
を具備する多孔体コーティング装置。
【請求項２】
低抵抗導電物質からなるターゲットと、
多孔体を固定する治具と、
前記治具に所定のバイアス電圧を印加する電圧印加装置と、
を具備し、
前記治具の表面に低抵抗導電物質からなる膜を形成した多孔体コーティング装置。
【請求項３】
低抵抗導電物質からなるターゲットと、
多孔体を固定する治具と、
前記治具に所定のバイアス電圧を印加する電圧印加装置と、
を具備し、
前記治具は低抵抗導電物質からなる多孔体コーティング装置。
【請求項４】
治具と多孔体との間に低抵抗導電物質からなる介装体を介装した状態で、前記治具に前記多孔体を固定する固定工程と、
低抵抗導電物質からなるターゲットを直流電源にて放電させ、前記治具にバイアス電圧を印加することにより、前記多孔体の表面に前記低抵抗導電物質からなるコーティング膜を形成するコーティング工程と、
を具備するコーティング多孔体の製造方法。
【請求項５】
表面に低抵抗導電物質からなる膜を形成した治具に多孔体を固定する固定工程と、
低抵抗導電物質からなるターゲットを直流電源にて放電させ、前記治具にバイアス電圧を印加することにより、前記多孔体の表面に前記低抵抗導電物質からなるコーティング膜を形成するコーティング工程と、
を具備するコーティング多孔体の製造方法。
【請求項６】
低抵抗導電物質からなる治具に多孔体を固定する固定工程と、
低抵抗導電物質からなるターゲットを直流電源にて放電させ、前記治具にバイアス電圧を印加することにより、前記多孔体の表面に前記低抵抗導電物質からなるコーティング膜を形成するコーティング工程と、
を具備するコーティング多孔体の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００８−１１５４３８（Ｐ２００８−１１５４３８Ａ）
【公開日】平成２０年５月２２日（２００８．５．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３００８３８（Ｐ２００６−３００８３８）
【出願日】平成１８年１１月６日（２００６．１１．６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月２２日（２００８．５．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月６日（２００６．１１．６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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